液壓四足機器人機構分析及對角穩(wěn)定步態(tài)規(guī)劃.pdf

1、四足機器人承載能力強、穩(wěn)定性好、機動性高,并且具有輪式機器人難以達到的較強地面適應性的優(yōu)點,因而,四足機器人未來將被用來完成在許多危險和惡劣環(huán)境下的任務,例如在搜索、救災、核泄漏和排雷等環(huán)境。本文以液壓四足機器人為研究對象,深入分析了機器人的機構、運動學、動力學和液壓系統(tǒng);基于穩(wěn)定性理論研究了對角步態(tài),并規(guī)劃了類橢圓軌跡。主要完成了以下工作:
　　1.分析了液壓四足機器人的機構特點和運動學正逆解,規(guī)劃了復合擺線軌跡。結合對角步態(tài)的

2、軌跡規(guī)劃,通過在ADAMS中進行仿真,分析了機器人的穩(wěn)定性。
　　2.根據(jù)拉格朗日動力學建立了單腿的動力學模型,通過ADAMS模型仿真驗證了結果的正確性,并對該模型進行適當?shù)暮喕?。推導并計算了單腿的關節(jié)內力,通過仿真模型驗證了結果的正確性,為機器人機身的力學分析和機器人動態(tài)穩(wěn)定性的研究提供了重要的力學依據(jù)。分析并推導了液壓缸的受力情況,為液壓機構部分的研究提供了一定的參考。
　　3.分析了液壓四足機器人系統(tǒng)油路和足端的最大工

3、作空間。分析了步態(tài)參數(shù)對流量的影響;結合機器人運動的設計指標,設計了相應步態(tài)參數(shù),計算了所需液壓源的流量等參數(shù),為機器人的機構改進及油源選擇提供了依據(jù)。
　　4.結合虛擬腿、線性倒立擺(LIPM)和零力矩點(ZMP)原理,以占空比為0.5的對角步態(tài)為基礎,在運動相過渡階段加入四足支撐過程,規(guī)劃了對角步態(tài)軌跡。在支撐相時,用平滑的 ZMP軌跡推導出機器人質心軌跡,從而得到支撐相的足端軌跡;在擺動相時,結合橢圓與三次多項式規(guī)劃了足端擺